Хотя охлаждение организма до критической степени достигается не при одинаковом для всех людей состоянии внешней среды, опытным путем установлено, что температура -30°C может считаться предельным значением для длительного пребывания человека под ее воздействием при отсутствии ветра: при -31°C у 50% испытуемых наблюдалось отморожение открытых частей тела в тихую безветренную погоду, а при ветре 20 м/с такой же эффект наблюдался при температуре -10°C. Таким образом, основные факторы охлаждения организма – низкая температура воздуха и ветер. Влажная погода также усиливает эффект потери тепла организмом.

Поверхность человеческого тела, как установили ученые, теряет тепло через излучение, теплопроводность, конвекцию и испарение. В сухом холодном воздухе потеря тепла путем теплопроводности и испарения из легких составляет до 20% суммарных потерь тепла телом. Ветер усиливает конвективную потерю тепла с кожи. Охлаждению раньше всего подвергаются конечности, температура которых обычно ниже примерно на 8°C, чем температура внутренней части тела, равная примерно 37°C. От внутренней части тела тепло передается мускулам и кожному покрову при помощи циркуляции крови. Физическая нагрузка, в том числе и при занятии спортом, способствует усилению циркуляции крови, замедляет процесс охлаждения тела.

При таком охлаждении, когда на каком-то участке тканей температура опускается ниже нуля, наступает отморожение этого участка.